Matemáticas ESO Carmelitas Jaén: Stephen Hawking

Stephen Hawking es hoy por hoy uno de los científicos más reconocido por el público. Los valores de superación ante una grave enfermedad que le ha mantenido inmóvil casi toda su vida, la osadía de sus ideas científicas y la claridad y agudeza no exentas de humor con las que sabe transmitirlas a un lector no especializado, lo han convertido en un icono intelectual, una especie sabio casi infalible que no duda en sacar el tema de la mente de Dios o la existencia de Dios en casi todas sus obras, dándole así un punto más mediático.

Pero si dejamos a un lado todo este ruido mediático, siento deciros que este gran astrónomo muestra un modelo de universo incompleto. En esta entrada intentaré resumir sus aportaciones a la comprensión del Universo y las críticas que gran parte de la comunidad científica ha hecho de su labor.

Hawking es un intelectual mediático, incluso aparece en los Simpsons

Nadie puede dudar a estas alturas de Stephen Hawking es un gran astrónomo. Podríamos destacar antes de hablar de su labor científica, de su espíritu de superación ante las graves dificultades que le han hecho ser totalmente dependiente durante casi toda su vida (padece ELA, una enfermedad crónica del sistema nervioso motor).

Es un ejemplo a seguir cuando se explora su biografía personal y nos damos cuenta de que sus propias dificultades han ido esculpiendo al genio. Primero porque según él, su enfermedad le da mucho tiempo para pensar (se encuentra totalmente paralizado) y segundo, porque confiesa abiertamente que a pesar de su estado se ha sentido totalmente feliz cuando ha tenido alguna idea maravillosa que le ha hecho comprender un nuevo aspecto del universo. "Estaba tan emocionado con mi descubrimiento que no pude dormir aquella noche" - La teoría del Todo 2007, (se refiere a cuando tuvo la intuición de que si dos agujeros negros colisionasen y formaran un único agujero negro, el horizonte de sucesos final es mayor que el horizonte de sucesos de los agujeros negros originales)

Desde su proceder como científico podríamos catalogarlo como otro seguidor moderno de Pitágoras, (cuya filosofía impactó de llenó en la de Platón), ya que como aquéllos, cree que siempre que la mente percibe alguna idea matemática, ésta toma contacto con el mundo platónico de los conceptos matemáticos que resultan ser verdades matemáticas eternas, y precisamente por eso los matemáticos se pueden comunicar entre sí. Es curioso los grandes trabajos que ha hecho sobre la comprensión del Universo y las pocas ocasiones en las que ha mirado por un telescopio, seguramente porque su enfermedad no se lo permite. Pero con el razonamiento matemático se pueden descubrir muchas cosas sin necesidad de mirar por el telescopio, por eso digo que él podría ser otro pitagórico como también lo pudo ser Einstein, donde su teoría del Universo es pura Geometría.

Esos valores de superación, la osadía de sus ideas científicas, su claridad y agudeza no exentas de humor con las que sabe transmitirlas a un lector no especializado, lo han convertido en un icono intelectual, un sabio casi infalible que no duda en sacar el tema de la mente de Dios o la existencia de Dios en casi todas sus obras, dándole así un punto más mediático.

Grandes aportaciones de Hawing reconocidas.

Intentando combinar las dos grandes teorías físicas del siglo XX, la Relatividad y la Física Cuántica, incompatibles entre sí, pero por independientes, infalibles en sus campos de aplicación, ha descubierto:

El universo debe haber comenzado en un punto singular de tiempo "real", en el que fallan las leyes de la Física. Fue demostrado matemáticamente junto con su compañero Roger Penrose basándose en la gravitación de la Relatividad General.
Existen los agujeros negros.
Los agujeros negros no son realmente "negros", sino que tienen temperatura y emiten una radiación denominada "radiación de Hawking"

Las observaciones le han dado la razón, por eso toda la comunidad científica le ha catalogado como el mayor experto en agujeros negros de los años 80 del siglo XX, y aún hoy sigue siendo muy respetado en este campo.

Modelo del Universo de Hawking.

Sin embargo postula un modelo de Universo en el que intenta explicar su origen pese a que las leyes de la física no pueden decir nada. Para ello utiliza una noción de la Física Cuántica llamado "tiempo imaginario" . Hay que tener en cuenta que en los primeros momentos, el tamaño del universo era tan ínfimo que se deben no usar las leyes de la física clásica, sino las de la Física Cuántica, que son leyes que gobiernan el mundo subatómico y en el que se emplea un tiempo imaginario. Con este tiempo imaginario Hawking ha demostrado que no existe ninguna singularidad inicial en la que las leyes de la física fallen y que no hay necesidad de establecer condiciones de contorno del espacio-tiempo. No hay fronteras. El espacio y tiempo deben ser infinitos y sin fronteras, "la condición de contorno del Universo es que no tiene ninguna frontera" - Breve Historia del Tiempo, 1988.

Hawking propone entonces que el Universo primitivo comenzó efectivamente como una superficie cerrada en el tiempo imaginario, y que en ese inicio, imperaba la mecánica cuántica regida por tanto por el Principio de Indeterminación de Heisenberg. En consecuencia, el comienzo se originó con una fluctuación cuántica, quedando así toda la Historia del Universo determinada por las leyes científicas y por la incertidumbre cuántica. "La hipótesis de Dios no es necesaria", se refiere para la creación del Universo.

A partir de aquí la Historia del Universo no es más que uno de los caminos posibles, el más probable. Con ello Hawking utiliza un principio llamado "suma de historias" propuesto por el premio nobel y extraordinaria mente de Richard Feynman. Básicamente, todo consiste en averiguar todas las formas posibles de la evolución de algo, y eliminar las menos probables que son las que no se ajustan a las observaciones.

Hawking y SS. Bendicto XVI

Críticas al modelo de Universo de Hawking.

Si observamos las dos grandes teorías del Universo, la de Newton y Einstein, tienen puntos en común que están ausentes en este modelo de Hawking.

Todas toman a la gravitación como de una importancia primordial. Es curioso que las fuerzas gravitatorias son las interacciones más débiles entre las fuerzas naturales conocidas, pero actúan a grandes distancias y es siempre atractiva, por tanto debe estructurar la forma y evolución del universo, de ahí que a partir de una gran teoría de la gravitación se obtiene una gran teoría del Universo.

Newton estableció una teoría de gravitación universal y a partir de ella creó un modelo mecánico de Universo. Einstein hizo lo mismo: en primer lugar formula la gravitación con su teoría de la relatividad general y basándose en ella, se puede construir un modelo de Universo. A partir de las soluciones de las ecuaciones de Einstein, muchos físicos modernos han ido desarrollando los modelos cosmológicos relativistas actuales.

Pero Hawking procede al revés:

Para empezar carece de una teoría de gravitación cuántica con tiempo imaginario (la mecánica cuántica y el tiempo imaginario son dos claves de su modelo cosmológico) sencillamente porque tal teoría no existe. Nadie ha logrado todavía combinar satisfactoriamente Relatividad y Mecánica Cuántica (parece ser que es una misión imposible) Pero sobre todo, Hawking parte del modelo cosmológico e intenta encajar en él una teoría de gravitación.

       Los científicos actuales no niegan la posibilidad de que Hawking pueda tener razón, pero lo dudan porque está obrando en la dirección equivocada. Lo más probable es que una teoría cuántica de la gravitación no se pueda formular mediante ideas previas e incompatibles de la Relatividad General y Mecánica Cuántica, sino sólo partir de ideas y conceptos totalmente nuevos. Se necesita una verdadera revolución científica y de pensamiento como en su momento la abanderaron Newton y Einstein.

   Para terminar quiero destacar ciertos pensamientos de Hawking que lo acercan más a la humildad del genio, que al icono mediático que nos muestran a menudo.

   Hawking admite "Yo no pido que una teoría se corresponda con la realidad, porque yo no sé qué es la realidad". Para él, todo lo que puede hacer el científico es hallar modelos matemáticos que describan el Universo que observamos y hacer predicciones sobre él, pero son sólo teorías o modelos que están en su mente, no en la realidad. Hawking reconoce lo que la filosofía de la ciencia moderna demuestra de manera irrefutable: es imposible conocer la realidad objetiva de la naturaleza usando sólo el método científico.

       Esto contrasta con otras más mediáticas como "Entonces todos los filósofos, científicos y la gente corriente, seremos capaces de tomar parte en la discusión de por qué existe el universo y por qué existimos nosotros. Si encontrásemos una repuesta a esto, sería el triunfo definitivo de la razón humana, porque entonces conoceríamos el pensamiento de Dios"